मातीकाम

३.१.१ स्लरी तयार करणे

स्प्रे ड्रायिंग ग्रॅन्युलेशन प्रक्रियेचा वापर करून, स्लरी तयार करणे ही एक महत्त्वाची गुरुकिल्ली आहे. चिखलाचे घन घटक, बारीकपणा आणि तरलता कोरड्या पावडरच्या उत्पादनावर आणि कणांच्या आकारावर थेट परिणाम करेल.

या प्रकारच्या अ‍ॅल्युमिना पोर्सिलेनची पावडर वांझ असल्याने, रिकाम्या भागाची निर्मिती कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी योग्य प्रमाणात बाइंडर घालणे आवश्यक आहे. डेक्सट्रिन, पॉलीव्हिनिल अल्कोहोल, कार्बोक्झिमिथाइलसेल्युलोज, पॉलिस्टीरिन इत्यादी सामान्यतः वापरले जाणारे सेंद्रिय पदार्थ. या प्रयोगात पॉलीव्हिनिल अल्कोहोल (पीव्हीए), पाण्यात विरघळणारे बाइंडर निवडण्यात आले. ते पर्यावरणीय आर्द्रतेसाठी अधिक संवेदनशील आहे, सभोवतालच्या आर्द्रतेतील बदलामुळे कोरड्या पावडरच्या गुणधर्मांवर लक्षणीय परिणाम होईल.

पॉलीव्हिनाइल अल्कोहोलचे अनेक प्रकार आहेत, हायड्रोलिसिसचे वेगवेगळे अंश आणि पॉलिमरायझेशनचे प्रमाण, जे स्प्रे वाळवण्याच्या प्रक्रियेवर परिणाम करेल. त्याची सामान्य हायड्रोलिसिसची डिग्री आणि पॉलिमरायझेशनची डिग्री स्प्रे वाळवण्याच्या प्रक्रियेवर परिणाम करेल. त्याचा डोस सामान्यतः 014 - 015wt% असतो. जास्त प्रमाणात जोडल्याने स्प्रे ग्रॅन्युलेशन पावडरमध्ये कडक कोरडे पावडर कण तयार होतात जेणेकरून दाबताना कण विकृत होऊ नयेत. जर दाबताना कणांची वैशिष्ट्ये दूर करता आली नाहीत, तर हे दोष हिरव्या शरीरात साठवले जातील आणि गोळीबारानंतर ते काढून टाकता येणार नाहीत, ज्यामुळे अंतिम उत्पादनाची गुणवत्ता प्रभावित होईल. बाईंडर जोडणे खूप कमी हिरव्या ताकदीमुळे ऑपरेशन लॉस वाढेल. प्रयोगातून असे दिसून आले आहे की जेव्हा योग्य प्रमाणात बाईंडर जोडला जातो तेव्हा हिरव्या बिलेटचा भाग सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहिला जातो. हे दिसून येते की जेव्हा दाब 3Mpa वरून 6Mpa पर्यंत वाढवला जातो तेव्हा विभाग सहजतेने वाढतो आणि गोलाकार कणांची संख्या कमी असते. जेव्हा दाब 9Mpa असतो, तेव्हा विभाग गुळगुळीत असतो आणि मुळात कोणतेही गोलाकार कण नसतात, परंतु उच्च दाबामुळे हिरव्या बिलेटचे स्तरीकरण होईल. PVA सुमारे 200 ℃ वर उघडले जाते.

सुमारे ३६० डिग्री सेल्सियस तापमानावर जळण्यास सुरुवात करा आणि निचरा करा. सेंद्रिय बाईंडर विरघळवण्यासाठी आणि बिलेट कण ओले करण्यासाठी, कणांमध्ये द्रव इंटरलेयर तयार करण्यासाठी, बिलेटची प्लास्टिसिटी सुधारण्यासाठी, कणांमधील घर्षण आणि सामग्री आणि साच्यामधील घर्षण कमी करण्यासाठी, दाबलेल्या बिलेटची घनता वाढविण्यासाठी आणि दाब वितरणाचे एकसंधीकरण करण्यास प्रोत्साहन देण्यासाठी आणि योग्य प्रमाणात प्लास्टिसायझर देखील जोडा, सामान्यतः वापरले जाणारे ग्लिसरीन, इथाइल ऑक्सॅलिक अॅसिड इ.

बाइंडर हा एक सेंद्रिय मॅक्रोमोलेक्युलर पॉलिमर असल्याने, स्लरीमध्ये बाइंडर जोडण्याची पद्धत देखील खूप महत्वाची आहे. तयार बाइंडर आवश्यक घन पदार्थांसह एकसमान चिखलात घालणे सर्वोत्तम आहे. अशा प्रकारे, न विरघळलेले आणि न विरघळलेले सेंद्रिय पदार्थ स्लरीमध्ये आणणे टाळता येते आणि फायरिंगनंतर संभाव्य दोष कमी करता येतात. बाइंडर जोडल्यावर, बॉल मिलिंग किंवा ढवळून स्लरी सहजपणे तयार होते. थेंबात गुंडाळलेली हवा कोरड्या पावडरमध्ये असते, ज्यामुळे कोरडे कण पोकळ होतात आणि आकारमानाची घनता कमी होते. ही समस्या सोडवण्यासाठी, डीफोमर जोडले जाऊ शकतात.

आर्थिक आणि तांत्रिक गरजांमुळे, उच्च घन पदार्थ आवश्यक आहे. ड्रायरची उत्पादन क्षमता प्रति तास बाष्पीभवन पाण्याशी संबंधित असल्याने, उच्च घन पदार्थ असलेल्या स्लरीमुळे कोरड्या पावडरचे उत्पादन लक्षणीयरीत्या वाढेल. जेव्हा घन पदार्थाचे प्रमाण 50% वरून 75% पर्यंत वाढते, तेव्हा ड्रायरचे उत्पादन दुप्पट होईल.

कमी घन पदार्थ हे पोकळ कण तयार होण्याचे मुख्य कारण आहे. वाळवण्याच्या प्रक्रियेत, पाणी थेंबाच्या पृष्ठभागावर स्थलांतरित होते आणि घन पदार्थ वाहून नेते, ज्यामुळे थेंबाचा आतील भाग पोकळ होतो; जर थेंबाभोवती कमी पारगम्यता लवचिक थर तयार झाला, तर कमी बाष्पीभवन गतीमुळे, थेंबाचे तापमान वाढते आणि आतील भागातून पाणी बाष्पीभवन होते, ज्यामुळे थेंब फुगतो. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, कणांचा बॉल आकार नष्ट होईल आणि पोकळ कंकणाकृती किंवा सफरचंदाच्या आकाराचे किंवा नाशपातीच्या आकाराचे कण तयार होतील, ज्यामुळे कोरड्या पावडरची तरलता आणि बल्क घनता कमी होईल. याव्यतिरिक्त, उच्च घन पदार्थ असलेली स्लरी कमी करू शकते

लहान सुकण्याच्या प्रक्रियेत, सुकण्याच्या प्रक्रियेत कपात केल्याने पाण्यासोबत कणांच्या पृष्ठभागावर हस्तांतरित होणाऱ्या चिकटपणाचे प्रमाण कमी होऊ शकते, जेणेकरून कणांच्या पृष्ठभागावर बाईंडरची एकाग्रता केंद्रापेक्षा जास्त होणार नाही, जेणेकरून कणांची पृष्ठभाग कठीण होईल आणि दाबण्याच्या आणि तयार होण्याच्या प्रक्रियेत कण विकृत आणि चुरगळणार नाहीत, ज्यामुळे बिलेटचे शरीराचे वस्तुमान कमी होईल. म्हणून, उच्च-गुणवत्तेची कोरडी पावडर मिळविण्यासाठी, स्लरीमधील घन पदार्थ वाढवणे आवश्यक आहे.

स्प्रे सुकविण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या स्लरीमध्ये पुरेशी द्रवता आणि शक्य तितकी कमी आर्द्रता असावी. जर जास्त पाणी देऊन स्लरीची चिकटपणा कमी केली तर वाळवण्याचा ऊर्जेचा वापर वाढतोच, परंतु उत्पादनाची घनता देखील कमी होते. म्हणून, कोग्युलंटच्या मदतीने स्लरीची चिकटपणा कमी करणे आवश्यक आहे. वाळलेली स्लरी अनेक मायक्रॉन किंवा लहान कणांपासून बनलेली असते, ज्याला कोलाइडल डिस्पर्शन सिस्टम म्हणून ओळखले जाऊ शकते. कोलाइडल स्थिरतेचा सिद्धांत दर्शवितो की सस्पेंशन कणांवर दोन बल कार्यरत असतात: व्हॅन डेर वाल्स फोर्स (कुलॉम्ब फोर्स) आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक रिपल्शन फोर्स. जर बल प्रामुख्याने गुरुत्वाकर्षण असेल, तर समूहीकरण आणि फ्लोक्युलेशन होईल. कणांमधील परस्परसंवादाची एकूण संभाव्य ऊर्जा (VT) त्यांच्या अंतराशी संबंधित असते, ज्या दरम्यान काही क्षणी VT ही गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा VA आणि प्रतिकर्षण ऊर्जा VR ची बेरीज असते. जेव्हा कणांमधील VT जास्तीत जास्त सकारात्मक संभाव्य ऊर्जा सादर करते, तेव्हा ती डिपॉलिमरायझेशनची प्रणाली असते. दिलेल्या निलंबनासाठी VA निश्चित आहे, म्हणून प्रणालीची स्थिरता ही VR नियंत्रित करणारी कार्ये आहेत: कणांचा पृष्ठभाग चार्ज आणि दुहेरी विद्युत थरांची जाडी. बायलेयरची जाडी व्हॅलेन्स बॉन्डच्या वर्गमूळाच्या आणि समतोल आयनच्या एकाग्रतेच्या व्यस्त प्रमाणात असते. दुहेरी थर कॉम्प्रेशन फ्लोक्युलेशनचा संभाव्य अडथळा कमी करू शकते, म्हणून व्हॅलेन्स बॉन्ड आणि द्रावणातील समतोल आयनांची एकाग्रता कमी असणे आवश्यक आहे. सामान्यतः वापरले जाणारे डिमल्सीफायर HCI, HNO3, NaOH, (CH) 3noh (क्वाटरनरी अमाइन), GA, इत्यादी आहेत.

९५ अ‍ॅल्युमिना सिरेमिक पावडरची पाण्यावर आधारित स्लरी तटस्थ आणि क्षारीय असल्याने, इतर सिरेमिक स्लरीवर चांगला पातळ करणारा प्रभाव असलेले अनेक कोगुलेंट्स त्यांचे कार्य गमावतात. म्हणून, उच्च घन सामग्री आणि चांगल्या तरलतेसह स्लरी तयार करणे खूप कठीण आहे. अ‍ॅम्फोटेरिक ऑक्साईडशी संबंधित असलेल्या बॅरन अ‍ॅल्युमिना स्लरीमध्ये आम्ल किंवा क्षारीय माध्यमांमध्ये वेगवेगळ्या पृथक्करण प्रक्रिया असतात आणि वेगवेगळ्या मायसेल रचना आणि संरचनेची पृथक्करण स्थिती तयार होते. स्लरीचे pH मूल्य थेट पृथक्करण आणि शोषणाच्या डिग्रीवर परिणाम करेल, परिणामी ζ संभाव्यतेत बदल होईल आणि संबंधित फ्लोक्युलेशन किंवा पृथक्करण होईल.

अ‍ॅल्युमिना स्लरीमध्ये आम्ल किंवा अल्कधर्मी माध्यमात जास्तीत जास्त सकारात्मक आणि नकारात्मक ζ संभाव्यता असते. यावेळी, स्लरीची चिकटपणा डी कोग्युलेशनच्या स्थितीच्या सर्वात कमी मूल्यात असते, तर जेव्हा स्लरी तटस्थ स्थितीत असते तेव्हा त्याची चिकटपणा वाढते आणि फ्लोक्युलेशन होते. असे आढळून आले आहे की स्लरीची द्रवता मोठ्या प्रमाणात सुधारली जाते आणि योग्य डिमल्सीफायर जोडून स्लरीची चिकटपणा कमी केला जातो, ज्यामुळे त्याचे चिकटपणा मूल्य पाण्याच्या जवळ असते. साध्या व्हिस्कोमीटरने मोजलेल्या पाण्याची द्रवता 3 सेकंद / 100 मिली आहे आणि स्लरीची द्रवता 4 सेकंद / 100 मिली आहे. स्लरीची चिकटपणा कमी केली जाते, ज्यामुळे स्लरीमधील घन पदार्थ 60% पर्यंत वाढवता येतो आणि एक स्थिर पॅकिंग तयार करता येते. ड्रायरची उत्पादन क्षमता प्रति तास पाण्याचे बाष्पीभवन दर्शवते, म्हणून निलंबन.

३.१.२ स्प्रे वाळवण्याच्या प्रक्रियेतील मुख्य पॅरामीटर्सचे नियंत्रण

ड्रायिंग टॉवरमधील हवेचा प्रवाह पॅटर्न थेंबांच्या सुकण्याच्या वेळेवर, धारणा वेळेवर, उरलेल्या पाण्यावर आणि भिंतीवर चिकटण्यावर परिणाम करतो. या प्रयोगात, थेंबाची हवा मिसळण्याची प्रक्रिया मिश्र प्रवाहाची असते, म्हणजेच गरम वायू वरून ड्रायिंग टॉवरमध्ये प्रवेश करतो आणि ड्रायिंग टॉवरच्या तळाशी अॅटोमायझिंग नोझल स्थापित केले जाते, ज्यामुळे फाउंटन स्प्रे बनतो आणि थेंब पॅराबोला असतो, म्हणून हवेत मिसळणारा थेंब प्रतिधारा असतो आणि जेव्हा थेंब स्ट्रोकच्या वर पोहोचतो तेव्हा तो एक प्रवाही प्रवाह बनतो आणि शंकूच्या आकारात फवारतो. ड्रायिंग टॉवरमध्ये प्रवेश करताच, तो लवकरच जास्तीत जास्त सुकण्याच्या गतीवर पोहोचेल आणि स्थिर गती सुकण्याच्या अवस्थेत प्रवेश करेल. स्थिर गती सुकण्याच्या टप्प्याची लांबी थेंबाच्या आर्द्रतेवर, चिखलाची चिकटपणावर, कोरड्या हवेच्या तापमानावर आणि आर्द्रतेवर अवलंबून असते. स्थिर गती सुकण्याच्या टप्प्यापासून जलद सुकण्याच्या टप्प्यापर्यंतच्या सीमा बिंदू C ला गंभीर बिंदू म्हणतात. यावेळी, पाण्याच्या स्थलांतरामुळे थेंबाचा पृष्ठभाग संतृप्त स्थिती राखू शकत नाही. बाष्पीभवन दर कमी झाल्यामुळे, थेंबांचे तापमान वाढते आणि बिंदू D वरील थेंबांचा पृष्ठभाग संतृप्त होतो, ज्यामुळे कठीण कवचाचा थर तयार होतो. बाष्पीभवन आतील भागात जाते आणि कोरडे होण्याचा दर कमी होत राहतो. पाण्याचे पुढील निर्मूलन कठीण कवचाच्या ओलावा पारगम्यतेशी संबंधित आहे. म्हणून, वाजवी ऑपरेशन पॅरामीटर्स नियंत्रित करणे आवश्यक आहे.

कोरड्या पावडरची आर्द्रता प्रामुख्याने स्प्रे ड्रायरच्या आउटलेट तापमानाद्वारे निश्चित केली जाते. ओलावा सामग्री कोरड्या पावडरची बल्क घनता आणि तरलता प्रभावित करते आणि दाबलेल्या रिकाम्या जागेची गुणवत्ता निश्चित करते. पीव्हीए आर्द्रतेसाठी संवेदनशील आहे. वेगवेगळ्या आर्द्रतेच्या परिस्थितीत, पीव्हीएची समान मात्रा कोरड्या पावडर कणांच्या पृष्ठभागाच्या थराची वेगवेगळी कडकपणा निर्माण करू शकते, ज्यामुळे दाब निश्चित करण्यात चढ-उतार होतात आणि दाबण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान उत्पादन गुणवत्ता अस्थिर होते. म्हणून, कोरड्या पावडरची आर्द्रता सुनिश्चित करण्यासाठी आउटलेट तापमान काटेकोरपणे नियंत्रित केले पाहिजे. साधारणपणे, आउटलेट तापमान 110 ℃ वर नियंत्रित केले पाहिजे आणि इनलेट तापमान त्यानुसार समायोजित केले पाहिजे. इनलेट तापमान 400 ℃ पेक्षा जास्त नाही, साधारणपणे सुमारे 380 ℃ वर नियंत्रित केले जाते. जर इनलेट तापमान खूप जास्त असेल, तर टॉवरच्या वरच्या बाजूला गरम हवेचे तापमान जास्त गरम होईल. जेव्हा धुक्याचे थेंब सर्वोच्च बिंदूवर जातात आणि जास्त गरम झालेल्या हवेला सामोरे जातात, तेव्हा सिरेमिक पावडर असलेल्या बाईंडरसाठी, बाईंडरचा प्रभाव कमी होईल आणि शेवटी कोरड्या पावडरच्या दाबण्याच्या कामगिरीवर परिणाम होईल. दुसरे म्हणजे, जर इनलेट तापमान खूप जास्त असेल, तर हीटरच्या सेवा आयुष्यावर देखील परिणाम होईल आणि हीटरची त्वचा पडून गरम हवेसह ड्रायिंग टॉवरमध्ये प्रवेश करेल, ज्यामुळे कोरड्या पावडरचे प्रदूषण होईल. इनलेट तापमान आणि आउटलेट तापमान मुळात निश्चित केले गेले असेल तर, आउटलेट तापमान फीड पंपच्या दाबाने, सायक्लोन सेपरेटरच्या दाबातील फरकाने, स्लरीच्या घनतेचे प्रमाण आणि इतर घटकांद्वारे देखील समायोजित केले जाऊ शकते.

सायक्लोन सेपरेटरचा प्रेशर डिफरन्स. सायक्लोन सेपरेटरचा प्रेशर डिफरन्स मोठा असतो, ज्यामुळे आउटलेट तापमान वाढेल, बारीक कणांचा संग्रह वाढेल आणि ड्रायरचे उत्पादन कमी होईल.

३.१.३ स्प्रे वाळलेल्या पावडरचे गुणधर्म

स्प्रे ड्रायिंग पद्धतीने तयार केलेल्या अॅल्युमिना सिरेमिक पावडरची तरलता आणि पॅकिंग घनता सामान्यतः नेहमीच्या प्रक्रियेने तयार केलेल्यापेक्षा चांगली असते. मॅन्युअल ग्रॅन्युलेशनची पावडर कंपनशिवाय डिटेक्शन डिव्हाइसमधून वाहू शकत नाही आणि स्प्रे ग्रॅन्युलेशनची पावडर हे पूर्णपणे करू शकते. मेटल पावडर फ्लुइडिटी आणि बल्क डेन्सिटी चाचणीसाठी ASTM मानकांचा संदर्भ देत, वेगवेगळ्या पाण्याच्या सामग्रीच्या परिस्थितीत स्प्रे ड्रायिंगद्वारे मिळवलेल्या कणांची बल्क डेन्सिटी आणि बल्क डेन्सिटी मोजण्यात आली. तक्ता १ पहा.